計算機組成技術課件7匯編語言程序設計

1、第七章 匯編語言程序設計17.1 匯編語言程序及開發(fā)過程一、基本概念機器語言：指令，是CPU唯一能識別的語言，用二進制表示；匯編語言：是機器語言的一種助記符形式，與機器語言一一對應；匯編程序：把匯編語言翻譯成機器語言的程序。2二、匯編語言的開發(fā)過程3DATASEGMENTSTRINGDBHello World!, $DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATA, SS:STACKSTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVDX, OFFSET STRINGMOVAH, 9INT21HMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSSTAC

2、KSEGMENTSTACKDB256 DUP(?)STACKENDSENDSTART47.2 指令格式及尋址方式一、指令格式操作碼：告訴計算機執(zhí)行什么性質的操作；操作數(shù)：告訴計算機對什么樣的對象進行操作。每條指令只有一個操作碼，但可以有多個操作數(shù)，8086指令系統(tǒng)中，操作數(shù)的數(shù)目有02個 5指令格式舉例：MOD含義MOD含義00存儲器方式，無位移量01存儲器方式，有8位位移量10存儲器方式，有16位位移量11寄存器方式，無位移量REGW=1W=0REGW=1W=0000AXAL100SPAH001CXCL101BPCH010DXDL110SIDH011BXBL111DIBH6 MODR/M存儲

3、器方式寄存器方式有效地址的計算公式W=0W=100011011000BX+SIBX+SI+ D8BX+SI+ D16ALAX001BX+DIBX+DI+ D8BX+DI+ D16CLCX010BP+SIBP+SI+ D8BP+SI+ D16DLDX011BP+DIBP+DI+ D8BP+DI+ D16BLBX100SISI+ D8SI+ D16AHSP101DIDI+ D8DI+ D16CHBP110D16BP+ D8BP+ D16DHSI111BXBX+ D8BX+ D16BHDI7MOV 把源操作數(shù)送給目的操作數(shù)XCHG交換兩個操作數(shù)的數(shù)據(jù)PUSH, POP把操作數(shù)壓入或取出堆棧PUSHF

4、,POPF,堆棧指令群PUSHA,POPALEA, LDS, LES取地址至寄存器XLAT(XLATB)查表指令二、8086指令集 數(shù)據(jù)傳送指令8ADD, ADC加法指令SUB, SBB減法指令INC, DEC加一或減一NEG取二進制補碼MUL, IMUL乘法指令DIV, IDIV除法指令CBW, CWD有符號數(shù)擴展指令AAA,AAS,AAM,AAD非壓BCD碼運算調整指令DAA, DAS壓縮BCD碼調整指令 算術運算指令9AND, OR, XOR, NOT, TEST邏輯運算SHR, SHL, SAR, SAL移位指令ROR, ROL, RCR, RCL循環(huán)移位指令位運算指令10CLC, S

5、TC, CMC設定進位標志CLD, STD設定方向標志CLI, STI設定中斷標志CMP比較JMP跳往指定地址執(zhí)行JXX條件轉移指令LOOP循環(huán)指令LOOPE(Z)條件循環(huán)指令CALL, RET子程序調用,返回指令INT, IRET中斷調用及返回指令 程序流程控制指令11MOVSB, MOVSW, MOVSD字符串傳送指令CMPSB, CMPSW, CMPSD字符串比較指令SCASB, SCASW字符串搜索指令LODSB, LODSW字符串載入指令STOSB, STOSW字符串存貯指令 REP, REPE, REPNE重復前綴指令字符串操作指令121、操作數(shù)尋址方式1）立即尋址操作數(shù)存放在指令

6、中，緊跟在操作碼之后，作為指令的一部分存放在代碼段中。2）寄存器尋址源操作數(shù)和目的操作數(shù)均為寄存器，不需要訪問存儲器，執(zhí)行速度最快。 三、尋址方式13以下的尋址方式都不是直接給出要訪問的數(shù)據(jù)，而是給出要訪問數(shù)據(jù)的內存地址，有效地址的計算可以用下式表示：有效地址 = 基址 + 變址 + 偏移量 基址寄存器：BX，BP變址寄存器：SI，DI偏移量： 8位或16位數(shù)字 尋址方式143) 直接尋址：操作數(shù)的有效地址只包含位移量一項，偏移量即為有效地址。當目的操作數(shù)為存儲器，源操作數(shù)為立即數(shù)時，必須指明操作的類型。4) 寄存器間接尋址：可用寄存器BX, BP, SI, DI。操作數(shù)的有效地址只包括基址寄

7、存器或變址寄存器。操作數(shù)在存儲器中，而操作數(shù)的地址在某個寄存器中。5) 寄存器相對尋址：有效地址包括基址寄存器或變址寄存器以及偏移量兩部分。尋址方式156）基址變址尋址：有效地址包括基址寄存器和變址寄存器兩部分。7) 相對基址變址尋址有效地址包括基址寄存器、變址寄存器和偏移量三部分。 尋址方式162、程序轉移尋址方式 1) 段內直接轉移尋址： 以當前IP指向的地址為基準地址，加上跟在操作碼后面的相對位移量，得到轉移地址的偏移地址。2) 段內間接轉移尋址 以寄存器間接尋址、變址尋址、基址尋址、基址變址尋址方式得到操作數(shù)，作為轉移地址的偏移地址。 尋址方式173) 段間直接轉移尋址 操作數(shù)為兩個1

8、6位地址，第一個為偏移地址，第二個為段地址。4) 段間間接轉移尋址 用間接尋址的方式得到兩個16位地址，作為跳轉地址。 尋址方式187.3 8086宏匯編語言的基本語法一、指令性語句經(jīng)過匯編之后有目標程序與之對應，是有實際操作的語句。 指令性語句的格式為：標號： 前綴 指令助記符 操作數(shù) ，操作數(shù) ;注釋 19用來對匯編時的一些情況進行說明，如起始終止信息、分段情況、變量說明、內存結構等等。指示性語句不產生任何目標代碼。1、段定義偽指令 段起始和結束偽指令 段名 SEGMENT 段名 ENDS2) 段寄存器與段關系說明偽指令 ASSUME段寄存器：段名，段寄存器：段名，二、指示性語句203)

9、程序開始和結束偽指令END偽指令一方面通知匯編程序結束匯編，同時指明標號語句為程序開始執(zhí)行的起始地址。指示性語句214）DOS程序的結束方式 方式一MOVAH, 4CHINT21H方式二主程序名PROCFARPUSHDSMOVAX, 0PUSHAXRET主程序名ENDPEND主程序名222、數(shù)據(jù)定義偽指令1）常量定義格式:表達式名EQU表達式 2）數(shù)據(jù)定義格式：變量名(標號) 數(shù)據(jù)類型定義偽指令 表達式DB1個字節(jié)，8位DW2個字節(jié)，16位DD4個字節(jié)，32位DQ8個字節(jié)，64位DT10個字節(jié)，80位 指示性語句233）重復偽指令格式：重復次數(shù) DUP（重復內容）4）變量或標號的地址定義DW和

10、DD偽指令可以用來定義變量或標號的偏移地址和段地址。5） 地址計數(shù)器$：表示正在匯編的當前地址 指示性語句243、匯編語句定位偽指令ORG 語句用來定義起始位置，可以用來定位數(shù)據(jù)和程序格式：ORG表達式4、取段址和取偏移址偽指令格式：SEG地址標號或變量名OFFSET地址標號或變量名指示性語句257.4 順序結構程序設計一、數(shù)據(jù)傳送指令1、一般傳送指令格式：MOV目的，源功能：該指令將源內容送至目的地址中 262、交換指令 格式：XCHG操作數(shù)1，操作數(shù)2功能：源操作數(shù)內容和目的操作數(shù)對調。3、堆棧操作指令格式：PUSH源操作數(shù)POP目的操作數(shù)功能：數(shù)據(jù)壓入堆棧和數(shù)據(jù)彈出堆棧。數(shù)據(jù)傳送指令27

11、4、地址傳送指令1）取16位偏移地址指令格式：LEA16位寄存器，變量名功能：將變量的偏移地址存入16位寄存器中同OFFSET指令相比，LEA指令功能更強，變量名可以有偏移量。2）取32位地址指令格式：LDS16位寄存器，變量名LES16位寄存器，變量名功能：將變量中保存的32位數(shù)作為32位地址取入指定的寄存器。數(shù)據(jù)傳送指令28DATASEGMENTADDRDD56781234hBUFDW5 DUP(20)AD_BUFDDBUFSTRINGDBabcdAD_STRINGDDSTRINGOFF_STRINGDWSTRINGDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:

12、DATASTARTPROCFARPUSHDSMOVAX, 0PUSHAXMOVAX, DATAMOVDS, AX29LESDI, ADDR;ES:DI = ?LEABX, ADDR;BX = ?MOVAX, SEG ADDR;AX=?MOVDS, AXMOVCX, BUF;CX=?LDSSI, AD_BUF;DS:SI=?MOVAL, STRING;AL=?MOVAX, OFF_STRING;AX=?LESBX, AD_STRING;ES:BX=?RETSTARTENDPCODEENDSEND START301、加減運算指令格式：ADD/ADC目的操作數(shù)，源操作數(shù)SUB/SBB目的操作數(shù)，源操

13、作數(shù)功能：ADD：目的操作數(shù) = 目的操作數(shù) + 源操作數(shù)SUB：目的操作數(shù) = 目的操作數(shù) 源操作數(shù)ADC：目的操作數(shù) = 目的操作數(shù) + 源操作數(shù) + CFSBB：目的操作數(shù) = 目的操作數(shù) 源操作數(shù) CF影響標志位:進位標志：CF，奇偶標志：PF，零標志：ZF，符號標志：SF溢出標志：OF，輔助進位標志：AF二、算術運算指令31DATASEGMENTVAR8_1DB78HVAR8_2DB52HVAR8_3DB3AHVAR16_1DW3411HVAR16_2DW3ABCHVAR16_3DW4020HVAR32_1DD0AABBCCDDHVAR32_2DD12345678HVAR32_3DD

14、11223344HRESULT1DB?RESULT2DW?RESULT3DD?DATAENDS32CODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAL, VAR8_1;8位運算ADDAL, VAR8_2SUBAL, VAR8_3MOVRESULT1, ALMOVAX, VAR16_1;16位運算ADDAX, VAR16_2SUBAX, VAR16_3MOVRESULT2, AX33MOVAX, WORD PTR VAR32_1;32位運算MOVDX, WORD PTR VAR32_12ADDAX, WORD PTR V

15、AR32_2ADCDX, WORD PTR VAR32_22SUBAX, WORD PTR VAR32_3SBBDX, WORD PTR VAR32_32MOVWORD PTR RESULT3, AXMOVWORD PTR RESULT32, DXRETCODEENDSENDSTART342、加一、減一指令格式：INC操作數(shù)DEC操作數(shù)功能：操作數(shù)加一或減一影響標志位：不影響進位標志CF，但影響零標志ZF。算術運算指令353、求補指令格式：NEG操作數(shù)功能：操作數(shù)取反加一，相當于在操作數(shù)前加負號。影響標志位：當操作數(shù)為80H或8000H時，影響溢出標志。4、符號擴展指令格式：CBWCWD功能：

16、CBW：將AL的符號擴展到AH；CWD：將AX的符號擴展到DX 算術運算指令36算術運算指令5、乘除指令格式：MUL/DIV源操作數(shù)IMUL/IDIV源操作數(shù)功能：MUL/DIV：無符號數(shù)乘/除法；IMUL/IDIV：有符號數(shù)乘/除法；指令只給出源操作數(shù)，目的操作數(shù)隱含。37乘、除法指令使用寄存器運算被乘/除數(shù)源操作數(shù)結果8位乘8位 AL8位AX16位乘16位 AX16位DX:AX16位除8位 AX8位商:AL，余數(shù):AH32位除16位 DX:AX16位商:AX，余數(shù):DX38DATASEGMENTXDW25YDW20ZDW140VDW50FDW2 DUP(?)DATAENDSCODESEGM

17、ENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, XIMULY;DX:AX = X*Y39MOVCX, AXMOVBX, DX;BX:CX = X*YMOVAX, ZCWD;DX:AX = ZADDCX, AXADCBX, DX;BX:CX = X*Y + ZSUBCX, 540SBBBX, 0;BX:CX = X*Y + Z -540MOVAX, VCWD;DX:AX = VSUBAX, CXSBBDX, BX;DX:AX = V (X*Y+Z-540)40IDIVX;AX = (V-(X*Y+Z-540) / X (商);D

18、X = (V-(X*Y+Z-540) / X (余數(shù))MOVF, AXMOVF+2, DXMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTART411、邏輯運算指令1）邏輯非格式：NOT目的操作數(shù)功能：目的操作數(shù)按位取反。三、位運算指令422）邏輯與、或、異或格式：AND目的操作數(shù)，源操作數(shù)OR目的操作數(shù)，源操作數(shù)XOR目的操作數(shù)，源操作數(shù)功能：目的操作數(shù)與源操作數(shù)按位進行與、或、異或運算，結果保存在目的操作數(shù)中。位運算指令433）位測試指令 格式：TEST目的操作數(shù)，源操作數(shù)功能：作用同AND指令相同，但結果不保存在目的操作數(shù)中，只是影響標志位。位運算指令44位運算指令2、移位

19、指令算術移位指令格式：SAL目的操作數(shù)，計數(shù)值SAR目的操作數(shù)，計數(shù)值 移位示意圖 SAL:SAR:45位運算指令 2) 邏輯移位指令格式：SHL目的操作數(shù)，計數(shù)值SHR目的操作數(shù)，計數(shù)值 移位示意圖 SHL:SHR:46DATASEGMENTXDW68YDW218FDW?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, XMOVBX, XMOVCL, 3SHLAX, CL;AX = X * 8ADDAX, BX;AX = X*947SUBAX, Y;AX = X*9 YMOVCL, 2SHRAX

20、, CL;AX = ( X*9 Y ) / 2MOVF, AXMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTART48位運算指令 3) 不帶進位位的循環(huán)移位指令格式：ROL目的操作數(shù)，計數(shù)值ROR目的操作數(shù)，計數(shù)值 移位示意圖 ROL:ROR:49位運算指令 4) 帶進位位的循環(huán)移位指令格式：RCL目的操作數(shù)，計數(shù)值RCR目的操作數(shù)，計數(shù)值 移位示意圖 RCL:RCR:507.5 分支結構程序設計一、指令 1、比較指令格式：CMP目的操作數(shù)，源操作數(shù)功能：同SUB指令相似，但結果不保存到目的操作數(shù)中，只是影響標志位。512、無條件轉移指令格式：JMP目標地址（標號）功能：無條件

21、轉移到目的地址處執(zhí)行，即改變IP的值為目的地址 指令形式：段內短轉移: -128+127字節(jié)之內；段內轉移：同一段內， -128+127字節(jié)之外；段間轉移：不同段間轉移。轉移指令52轉移指令3、條件轉移指令格式：JX目的地址（標號）1) 根據(jù)單個標志位轉移 指令條件JC和JNC進位標志JE/JZ和JNE/JNZ零標志JS和JNS符號標志JO和JNO溢出標志JP/JPE和JNP/JNPE奇偶標志53轉移指令指令條件JA/JNBE大于JAE/JNB大于等于JB/JNAE小于JBE/JNA小于等于指令條件JG/JNLE大于JGE/JNL大于等于JL/JNGE小于JLE/JNG小于等于2)根據(jù)無符號數(shù)

22、的大小轉移 3)根據(jù)有符號數(shù)的大小轉移 54DATASEGMENTXDW180YDW850ZDW320MAXDW?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AX55MOVAX, XCMPAX, YJAEXAEYMOVAX, YXAEY:; AX = MAX(X,Y)CMPAX, ZJAEXMAXMOVAX, ZXMAX:; AX = MAX(X,Y,Z)MOVMAX, AXMOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART56DATASEGMENTXDB-5YDB23ZDB7DATAENDSCO

23、DESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAL, XCMPAL, YJLXLYXCHGAL, YMOVX, AL57XLY:CMPAL, ZJLCMYZXCHGAL, ZXCHGAL, XCMYZ:MOVAL, YCMPAL, ZJLEXITXCHGAL, ZXCHGAL, YEXIT:MOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTART587.6 循環(huán)結構程序設計 一、循環(huán)程序的基本組成初始化部分：為循環(huán)做準備工作，設置指針，設置計數(shù)器初值，設置變量初值；循環(huán)工作部分：完成循環(huán)的基本操作，是核心部分

24、；循環(huán)修改部分：修改參數(shù)或參數(shù)地址，為下一次循環(huán)做準備；循環(huán)控制部分：查看循環(huán)控制條件是否滿足。59DATASEGMENTADWa1, a2, , a100YDD?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:DATA, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, 0MOVDX, 0ADDAX, AADCDX, 0ADDAX, A+2ADCDX, 060ADDAX, A+4ADCDX, 0ADDAX, A+198ADCDX, 0MOVWORD PTR Y, AXMOVWORD PTR Y+2, DXMOVAX, 4C00HINT21HCODEEND

25、SENDSTART61CODESEGMENTASSUMECS:DATA, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, 0MOVDX, 0MOVBX, OFFSET AMOVCX, 100LOP:ADDAX, BXADCDX, 0ADDBX, 2DECCXJNZLOP62MOVWORD PTR Y, AXMOVWORD PTR Y+2, DXMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTART63CODESEGMENTASSUMECS:DATA, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, 0MOVDX, 0

26、MOVBX, OFFSET AMOVCX, 100LOP:ADDAX, BXADCDX, 0ADDBX, 2DECCXJNZLOP64CODESEGMENTASSUMECS:DATA, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, 0MOVDX, 0MOVBX, OFFSET AMOVCX, 100LOP:ADDAX, BXADCDX, 0ADDBX, 2LOOPLOP65格式：LOOP目標地址（標號）功能：說明：LOOP指令只能進行短轉移，LOOP指令的地址和目的地址之間相差必須在-128+127之間。二、循環(huán)指令66DATASEGMENTBLOCKDB10

27、0 DUP(?)PLUS_DATADB100 DUP(?)MINUS_DATADB100 DUP(?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXLEASI, BLOCKLEADI, PLUS_DATALEABX, MINUS_DATAMOVCX, 10067GOON:MOVAL, SITESTAL, 80HJNZMINUSMOVDI, ALINCDIJMPAGAINMINUS:MOVBX, ALINCBXAGAIN:INCSILOOPGOONMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDST

28、ART681、先執(zhí)行，后判斷三、循環(huán)程序的結構69DATASEGMENTNUMDB-1, -13, 6, 9, -23, 35, -5, 123COUNTEQU$-NUMRESULTDB?DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVBX, OFFSET NUMMOVCX, COUNTMOVDL, 070LOP:MOVAL, BXCMPAL, 0JGEGONEXTINCDLGONEXT:INCBXLOOPLOPMOVRESULT, DLMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTAR

29、T712、先判斷，后執(zhí)行 72MOVCX, 0LOP:ANDAX, AXJZSTOPSALAX, 1JNCNODINCCXNOD:JMPLOPSTOP:HLT73計數(shù)器控制：已知循環(huán)次數(shù)，用計數(shù)器正計數(shù)或倒計數(shù)。條件控制：循環(huán)次數(shù)未知，但可以根據(jù)一定條件檢測到。 四、循環(huán)程序的控制方法74DATASEGMENTALPDDB76, 87, 63, 100, 92, 41, SUMDB11 DUP(0)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVCX, 30LEASI, ALPDMOVBL, 1075L

30、OP:MOVAL, SIMOVAH, 0DIVBLCBWMOVDI, AXINCSUMDIINCSILOOPLOPMOVAX, 4C00HINT21HCODEENDSENDSTART76DATASEGMENTTEXTDBChange Lowercase LettersDBTo Uppercase Letters $DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXLEABX, TEXTB20:MOVAL, BXCMPAL, $JEEXIT77CMPAL, aJBB30CMPAL, zJAB30SUBAL, 20

31、HMOVBX, ALB30:INCBXJMPB20EXIT:MOVAH, 4CHINT21HCODEENDSENDSTART787.7 子程序設計一、子程序的概念1、概念2、特點允許嵌套；可以遞歸。3、需要解決的問題記錄斷點保護現(xiàn)場參數(shù)傳遞791、調用指令格式：CALL過程名或目的地址調用指令的分類段內直接調用段間直接調用段內間接調用段間間接調用 調用過程 斷點IP入棧，近調用時壓入偏移地址，遠調用時壓入偏移地址和段地址；將目標地址的偏移地址送入IP，遠調用時還要將目標地址的段地址送入CS；二、相關指令802、返回指令 格式：RET數(shù)返回指令的分類 近返回：遠返回：帶彈出值返回 返回過程 從棧

32、頂彈出2個字節(jié)放入IP，如果是遠返回還要彈出2個字節(jié)放入CS；如果是帶彈出值的返回，還要彈出數(shù)個字節(jié)，亦即修改SP的值，SPSP+數(shù)。相關指令81STACK SEGMENTSTACKDW256 DUP(?)STACK ENDSDATASEGMENTDATA0DW0A376HASCDDB10 DUP(?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATA, SS:STACKSTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVAX, DATA0MOVSI, OFFSET ASCDCALLBTOD82MOVAX, 4C00HINT21HBTODPROCNEARPUSHDXPUSHCXPUSHBXPUSHSIMOVCX, 0MOVBX, 10BTOD1:MOVDX, 0DIVBXPUSHDXINCCXORAX, AXJNZBTOD183BTOD2:POPDXADDDL, 30HMOVSI, DLINCSILOOPBTOD2POPSIPOP